Placeholder合伙人：以太坊Layer 2競爭，zkSync 2.0將脫穎而出

註：原文作者是Placeholder聯合創始人Chris Burniske，其在2019年領投了zkSync團隊的種子輪融資。

自以太坊協議誕生以來，擴容話題一直備受關注，而DeFi 與 NFT 的流行，使得擴容成為了一個緊迫問題。一個卓越的金融體系需要保持可訪問性及低成本，當以太坊2.0 還有很長一段路才能實現這一目標，且其路線圖仍在展開時，二層（L2）解決方案的時機已經到來。

獲勝的 L2 解決方案，應能繼承以太坊所有成功的屬性————包括無需許可、安全、社區所有，同時能夠降低成本。迄今為止，在競爭設計中發現的成熟度和權衡的混合，為社區帶來了一個難題：我們是選擇ZK rollup（ZKR）帶來的優越安全性、吞吐量和資本效率，還是選擇安全性相對較差的欺詐證明的EVM兼容性系統（例如Optimistic rollup）。我們面臨的風險是，一些團隊選擇了前者，而另一些團隊選擇了後者，他們優先考慮了不同的權衡，這造成流動性的分散，並破壞了可組合性。

如果我們能夠擁有ZKR的安全性、高吞吐量以及效率，同時具備EVM兼容性，從而更容易收斂到一個通用標準，那大家就不需要被迫做出選擇，事情就會簡單得多，而這就是zkSync 2.0和zkEVM要做的事。是的，zkSync 2.0是和EVM兼容的，並且將在2021年第四季度發布。

對於那些迫不及待的人，現在我們已經有了zkSync 1.x，它提供了無需許可的ERC-20代幣列表以及對NFT 的支持。自 2020 年 6 月上線以來，最初版本的 zkSync 在所有現有及計劃中的Rollup協議當中的實際交易成本是最低的，這使得 Gitcoin、Argent 以及 Index Coop 等團隊選擇信任zkSync以滿足它們的擴容需求。

zkSync最好地保留了迄今為止使以太坊取得成功的特性：去中心化、安全性、可組合性、資本效率以及即時提款。同時，它最大限度地減少了習慣 EVM 的合約開發者所面臨的中斷。因此，我們相信zkSync為擴展DeFi、NFT和所有其他發生在以太坊上的創新鋪平了道路。

在我們討論具體細節之前，值得回顧一下我們是如何到達這裡的。該討論得出的結論是，未來的挑戰不僅在於擴容，而且還要以保護以太坊的核心屬性的方式做到這一點。

以太坊的擴容歷史

2013年，早在以太坊誕生第一個區塊之前，Vitalik就發布了以太坊白皮書，在這份白皮書中，他設想了一些智能合約協議應用：穩定幣、衍生品、預言機、預測市場以及DAO。

從一開始，以太坊的批評者們就很快指出，最初的設計不太可能在全球範圍內支持此類應用，但對於以太坊而言，可擴展性是其面臨的最小問題。當時大家都不清楚誰會去建造這些東西，更不清楚是否有人會使用它們。

不久之後，更快、更便宜的智能合約協議出現了，通過向業內人士大量出售token，這些項目方積累了巨額風險資金。儘管以太坊在2017年取得了成功，但這些項目方還是聲稱以太坊的技術已經過時。在 2018 年和 2019 年熊市的陰霾中，以太坊黑客松大會座無虛席，儘管每個Layer 1競爭者都聲稱它們註定要吃掉以太坊的午餐，但以太坊的開發人員並沒有離開。

一個由相互連接的協議和應用組成的生態系統逐漸出現在以太坊上，其中有很多都是金融應用（今天，我們稱之為“DeFi”），它是互聯網上最具活力和樂趣的角落之一。2020 年，Vitalik 在以太坊白皮書中夢想的幾乎所有應用，都運行在了以太坊上，此外還有數十個在以太坊誕生時無法想象的應用。它們不僅存在，並且用戶每天要為此支付數百萬美元來使用它們，並且這些應用已經存儲了數百億美元的價值。

事實證明，以太坊上 DeFi 的基礎特性要比可擴展性更重要。DeFi開發人員拒絕為了可擴展性而犧牲去中心化。相反，他們利用以太坊為他們提供的可組合性和資本效率來克服可擴展性的限制。由於這些應用現在已經吸引了數百萬用戶，因此可擴展性再次成為了重中之重。

在這裡，有好消息，也有壞消息。好消息是，以太坊社區多年來一直在為這一時刻做準備，同時進行了多項努力，其中有很多在今天已經上線了。除了以太坊2.0中的權益證明（PoS）共識機制和分片之外，獨立團隊還尋求側鏈、Rollup、plasma、狀態通道等各種提議。而“壞”消息是，成熟的第一層 (L1) 擴容是一個多年的過程，同時開發人員們會被各式各樣的 L2 選擇所淹沒。

我們可以期待各種 L2 解決方案是解決可擴展性難題的有用部分。但是當涉及到擴展複雜的、開放參與的智能合約時，有一組解決方案脫穎而出。正如 Vitalik 在他的《以rollup為中心的以太坊路線圖》帖子中指出的那樣，以太坊社區可能會專註於將rollup作為中短期內的核心擴展策略。

這是有道理的：通過以太坊2.0 實現基礎層可擴展性還需要幾年的時間，但以太坊2.0早期階段通過提供高性能、低成本的數據可用性層，可以對Rollup產生非常大的幫助。

我們是如何探索出rollup方案的？

Rollup脫胎於Plasma，在Plasma中，L1合約持有資金並跟蹤至一個側鏈狀態的密碼學承諾。而實際的側鏈狀態是由鏈外的操作員維護的，其在L1上有一個很小的數據足跡。Rollup作為Plasma的一個迭代，旨在通過在 L1 上發布有關每筆交易的一些數據來解決數據可用性的挑戰。然後可以將這些交易“匯總”到單個側鏈區塊中。

這樣的設計在 L1 和 L2 之間“拆分”了工作。L1 處理數據可用性，而 L2（在本例中為rollup）處理計算。雖然 rollup 每秒處理的交易數量不如 Plasma，但它們不會受到數據扣留攻擊的影響：即網絡參與者始終可以從發布到 L1 的數據中重建最新的 L2 狀態。雖然某些類型的合約可能會從 Plasma 方法中受益，但DeFi合約無法承受活性（liveness）失敗。同時，rollup的使用成本比 L1 便宜幾個數量級。

當前主要有兩種類型的rollup：OR 和 ZKR。兩者都使用 L1 來實現數據可用性，但每個都有不同的處理狀態轉換的方法。OR使用的是欺詐證明：如果向側鏈發布了不正確的狀態轉換，則需要有人檢測欺詐並成功地向主網合約發布證明以防止資金損失。相比之下，ZKR 發布了一個密碼學證明（證明每個狀態轉換都是正確計算的）。欺詐交易會被事先排除：欺詐證明將被自動拒絕，就像帶有無效簽名的常規以太坊交易不會被網絡處理一樣。在我們看來，ZKR 客觀上是更優的並且可能是長期獲勝的架構，而 OR 是一種中間解決方案。

正如 zkSync 團隊所說，要信任數學，而不是信任驗證者。關鍵的是，ZKR中的安全性依賴於密碼學，而不是博弈論。而大多數L2技術，包括Plasma和OR，都依賴於攻擊者和誠實方之間的貓捉老鼠遊戲。這種類型的安全依賴於對不同參與者行為的假設。這種假設可能會被證明是有缺陷的，因為參與者的行為方式很複雜，而且很難事先預測。除了不可預見的故障模式，博弈論還增加了設計的複雜性。通過從純密碼學中提取安全性，ZKR 提供了更高的可靠性以及簡單性，因此我們將其定位為唯一能夠為以太坊保駕護航的L2方案。

基於有效性證明的架構也使得ZKR比基於欺詐證明的L2具有更高的資本效率。狀態通道需要完全抵押，OR為了防止出現問題，要求用戶在提取資金時鎖定大約兩周的時間。而對ZKR來說，鎖定的時間大約只有幾分鐘。如果我們期望價值數千億的資本通過 L2 合約生存，那麼效率的差異是決定性的。讓資本無縫地流向最有價值的地方是 DeFi 成功的核心。當我們遷移到 L2 時，ZKR 是我們保留此屬性的最佳選擇。

最後，所有rollup的瓶頸將不可避免地變為在L1上存儲數據的成本。對於那些想要更低成本的人來說，zkPorter將提供鏈外數據可用性（見下文），它具有20,000+ 可用TPS ，以及像“swap”這樣的常見交易可能只需花費幾美分。據悉，zkPorter 將在 2021 年第四季度與 zkSync 2.0 一起發布。